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NOVOS MÉTODOS DE CONTROLO DINÂMICO DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO

07.07.2016

Vítor Anjos(Dr.-Ing. Metallurgy)

Controlo de Processo é um técnica que usa informação,arquitetura e algoritmo para manter um determinado output deprocesso constante num alvo pré-definido.

Reduzir variabilidade

Aumentar eficiência

Garantir segurança

Estado Inicial

Estado Final Vazamento

Variáveis Manipuláveis

Controlo de Processo Tradicional

Saída de informação(resultado de análises)

Adições/

Ações

Saída de informação

para documentação

(resultado de análises)

Documentação e emissão de certificados

Especificação

Gráfico original de: OCC GmbH

Controlo de Processo Dinâmico é uma versão evoluída dotradicional Controlo de Processo, que inclui “control loop” einteligência artificial para “aprender” a controlar o processo.

Comparar

ReagirAprender

Medir

Estado Inicial

Estado Final

Variáveis Manipuláveis

Controlo de Processo Dinâmico

Saída de informação(resultado de análises)

Adições/

Ações

Saída de informação(resultado de análises)

Loop

= Resultado?

Especificação

Vazamento

Saída de informação

para documentação

(resultado de análises)

Documentação e emissão de certificados

Histórico do Lab

Gráfico original de: OCC GmbH

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

A aquisição de Informação é essencial e deve ser:• Precisa;• Rápida;• Abrangente

Termopares

Balanças

Células de

cargaEspectrómetro

Analisador C/S Ultrassons

Metalografia

rápida

Teste de

cunha

Esquema de uma curva de solidificação de ferro fundido, com indicação dos pontos críticos

como o inicio de solidificação (T.Liq), reação eutéctica (T eut.) e eutectóide (T eto.).

Técnicas de Análise Térmica

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

Gráfico original de: OCC GmbH

Técnicas de Análise Térmica

Esquema de uma curva de solidificação de ferro fundido, com indicação dos pontos críticos

como o inicio de solidificação (T.Liq), reação eutéctica (T eut.) e eutectóide (T eto.).

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

Gráfico original de: OCC GmbH

Copo contendo Telúrio

para usar em ferro

fundido

Hereaus Electro-Nite Minkon Hereaus Electro-Nite

Te + S

Aplicação Material: Todos os ferros

fundidos

Análise:

CE, %C, %Si, T Eut meta.

Material: Todos os ferros

fundidos

Análise:

CE, %C, %Si, T Eut meta.

Material: Ferro fundido

cinzento

Análise:

CE, %C, %Si, T Eut meta.

Copo sem Telúrio para

usar em ferro fundido e

ligas não ferrosas

Hereaus Electro-Nite

Hereaus Electro-Nite Hereaus Electro-Nite

Aplicação Material: Ferro fundido

compacto, Nodular e

ligas não ferrosas

Análise:

Previsão da

microestrutura

Previsão de

propriedades

mecânicas

Avaliação do risco de

formação de defeitos

Material: Ferro fundido

compacto, Nodular e

ligas não ferrosas

Análise:

Previsão de algumas

características da

microestrutura

Material: Ferro fundido

compacto, Nodular e

ligas não ferrosas

Análise:

Previsão de algumas

características da

microestrutura

Especialmente

indicado para

processos com

solidificação rápida.

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

Conteúdo original de: OCC GmbH

Técnicas de Análise Térmica

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

PhaseLab Software (OCC GmbH)

A/D

Correlação matemática entre

as variáveis de análise térmica

e dados do laboratório.

Análise de laboratório

Amostragem

Análise das curvas

Copo de análise

térmica

Colagem dos dados

Metal

Peças

Método de formulação de um modelo preditivo com base nos dados de análise térmica.

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

Gráfico original de: OCC GmbH

Exemplo: Correlação entre a Nodularidade estimada por análise térmica e Nodularidade medida por análise de imagem para Ferro Fundido Compacto

Dados original de: OCC GmbH

Exemplo: Correlação para estimar o grau de inoculação em ferro fundido nodular com base nas curvas de análise térmica.

Dados original de: OCC GmbH

Medição de Temperatura

Base de Dados

Os sistemas de medição devem ser modulares e de comunicação direta com a base de dados!

Usuário

Sistema de análise térmica

PC’s estacionários

Usuário

Equipamento de dosagem e pesagem

Sistemas de transporte

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

Gráfico original de: OCC GmbH

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

Valor medido ou estimado

Vs.

Valor alvo(especificado)

DataPro Software (SAKTHI Portugal)

DataPro Software (SAKTHI Portugal)

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

As reações para controlar o processo têm como base a aplicação de modelos matemáticos e algoritmos.

Medir / Comparar / Reagir / Aprender

Modelo preditivo

Amostra análise térmica

Base de Dados(Especificações)

Gráfico original de: OCC GmbH

Medir / Comparar / Reagir / AprenderOs novos softwares de controlo de processo começam a ter capacidade de aprender a avaliar e controlar o processo.

Medir / Comparar / Reagir / AprenderO software reconhece uma variação no processo, procura a causa na informação contida na base de dados e determina as ações corretivas.

Modelador matemático autónomo

Desvio à normalidade não previsível!!

Base de Dados

Upload dosdados de produção

Definição de ajustes e ações corretivas

Gráfico de controlo de

processo

CSL Software (Heraeus Electro-Nite)

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